专题12 电化学基本原理.docx

专题12 电化学基本原理12019新课标利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H+2MV+C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】【分析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+e= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2 反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e= MV+，放电生成的MV+与N2 在固氮酶的作用下反应生成NH3 和MV2+，反应的方程式为N2+6H+6MV+=6MV2+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。【详解】A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+e=MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2 反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+，故B错误；C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e=MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3 和MV2+，故C正确；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。故选B。【点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。22019新课标为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结放电构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)¾¬ ¾¾ ¾¾¾® ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。充电下列说法错误的是A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)e NiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2e ZnO(s)+H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【解析】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)OH (aq) e NiOOH(s)H2O(l)，B正确；C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)2OH (aq) 2e ZnO(s)H2O(l)，C正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH 通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案选D。32019天津我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是A放电时，a电极反应为B放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I 被氧化-D充电时，a电极接外电源负极【答案】D【解析】【分析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn2e Zn2，正极反应式为I2Br +2e =2I +Br ，充电时，阳极反应式为Br +2I2e=I2Br 、阴极反应式为Zn2+2e =Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答。【详解】A、放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br +2e =2I+Br ，故A正确；B、放电时，正极反应式为I2Br +2e =2I +Br ，溶液中离子数目增大，故B正确；C、充电时，b电极反应式为Zn2+2e =Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br +2I 2e =I2Br ，有0.02molI 失电子被氧化，故C正确；D、充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；故选D。【点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B，正极反应式为I2Br +2e =2I +Br ，溶液中离子数目增大。42019江苏将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是A铁被氧化的电极反应式为Fe3e Fe3+B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】【分析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e=4OH；据此解题；【详解】A.在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe2e=Fe2+，故A错误；B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误；综上所述，本题应选C.【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：2H+ +2e=H2；电解质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e=4OH。5. 2019浙江选考化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是A. Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加B. 正极的电极反应式为Ag2O2eH2O 2Ag2OHC. 锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D. 使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【解析】【详解】A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，A项错误；B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O2eH2O 2Ag2OH，B项正确；C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。故答案选A。62019新课标节选环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为 ），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。【答案】（4）Fe电极 Fe+2 +H2（Fe+2C5H6 Fe(C5H5)2+H2）水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2【解析】（4）根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe2e=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2 = +H2；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀；答 案：Fe电 极；Fe+2 = +H2（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2）；水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2+反应生成Fe（OH）2。72019新课标节选近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移1mol电子，需消耗氧气_L（标准状况）。【答案】（4）Fe3+e=Fe2+，4Fe2 +O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6【解析】（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3+e Fe2+和4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；电路中转移1 mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷40.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol5.6L。82019北京节选氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2 和O2。制H2时，连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极 3 的电极反应式，说明电极 3 的作用：_。【答案】（2）K1 2H2O+2e=H2+2OH 连接K1 或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2 相互转化提供电子转移【解析】（2）电极生成H2时，根据电极放电规律可知H+得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，电极反应式为2H2O+2e=H2+2OH；电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化，其反应式为NiOOH+e+H2ONi(OH)2+OH，当连接K1时，Ni(OH)2 失去电子变为NiOOH，当连接K2时，NiOOH得到电子变为Ni(OH)2，因而作用是连接K1或K2 时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。92019江苏节选CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2还原为HCOO 的电极反应式： 。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。【答案】（2）CO2+H+2e HCOO或CO2+HCO +2e- 2- HCOO+CO 阳极产生O2， 3 3pH减小，HCO 浓度降低；K+部分迁移至阴极区-3【解析】（2）根据电解原理，阴极上得到电子，化合价降低，CO2HCO32e =HCOOCO32，或CO2H2e =HCOO；阳极反应式为2H2O4e =O24H，阳极附近pH减小，H与HCO3 反应，同时部分K迁移至阴极区，所以电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低。102019浙江选考节选水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（4）以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。阳极的电极反应式是_。制备H2O2 的总反应方程式是_。【答案】（4）2HSO4 2e S2O822H+或2SO42 2e S2O822H2O H2O2H2【解析】（4）电解池使用惰性电极，阳极本身不参与反应，阳极吸引HSO4（或SO42）离子，并放电生成S2O82 ，因而电极反应式为2HSO4 2e =S2O822H+或2SO42 2e =S2O82 。通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8 和H2。由题中信息可知，生成的NH4HSO4可以循环使用，说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2，还有NH4HSO4生成，因而总反应中只有水作反应物，产物为H2O2 和H2,故总反应方程式为2H2O H2O2H2。11.（2018全国理综，12，6分）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4 溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na 2Na2CO3+C。下列说法错误的是A.ZK(#放电时，ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为:3CO2+4e- 2CO32-+CD.充电时，正极反应为:Na+e- NaD 本题考查化学电源。结合总反应式和题图可知，该电池放电时Na为负极，Ni为正极。Na-CO2二次电池放电时为原电池，充电时为电解池。结合总反应进行分析作答。电池放电时，ClO4-向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；放电时，正极CO2 得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO2+4e-=2CO32-+C，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。12.（2018全国理综，11，6分）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是A. 放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+ O2D 本题考查原电池和电解池知识，意在考查考生对电化学知识的运用能力。根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极（锂电极)流出，通过外电路流向正极（多孔碳材料电极），B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极（锂电极）迁移，C项错误；充电时，电池总1反应为Li2O x 2-=2Li （1- )O2，D项正确。ZK)213.（2018全国理综，6分）最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2+- e- = EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+ + H2S = 2H+ + S + 2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A阴极的电极反应：CO22H2e-COH2OB协同转化总反应：CO2H2SCOH2OSC石墨烯上的电势比ZnOa石墨烯上的低D若采用Fe3+/Fe2取代EDTAFe3EDTAFe2，溶液需为酸性C 本题考查电解原理的应用，意在考查考生的综合分析能力、处理新信息能力。阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e-=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3+、Fe2+在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。14. （2018北京理综，12，6分）验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是A.对比,可以判定Zn保护了FeB.对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼D 本题考查金属的电化学腐蚀与防护。中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2+，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2+，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2+生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2+，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2+，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2+是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。15.（2018海南，8,4分）（双选）一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭。电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是A.电池总反应式为:2Mg + O2+ 2H2O=2Mg(OH)2B.正极反应式为:Mg-2e-=Mg2+C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率D.电子的移动方向由a经外电路到b5.BC 镁是活泼金属作负极，电极反应式为：Mg2+2eMg2+，吸附氧气的活性炭作为正极，电极反应式为：O22H2O4e4OH，总反应式为2MgO22H2O2Mg(OH)2A、D观点正确，B观点错误；活性炭，内部具有疏松多孔的结构，用作正极能够帮助O2在正极上放电，C观点不正确，答案选B、C。16.【2017年高考全国卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】本题考查实际应用中的电化学腐蚀(外加电流的阴极保护法)。审题抓住“外加电流的阴极保护法”、高硅铸铁为惰性辅助阳极等。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。【名师点睛】本题易错误理解“腐蚀电流”，腐蚀电流即指金属被腐蚀时形成原电池而产生的电流，腐蚀电流为0，就是金属没有被腐蚀。原电池中电子流向:负极正极；电解池中电流流向:正极阳极，阴极负极。在金属保护中，外加电流的阴极保护法中阳极常为惰性电极，海水中水发生氧化反应:2H2O-4e- O2+4H+。17. 【2017年高考全国卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4 混合溶液。下列叙述错误的是A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:Al3+3e- AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】本题考查电解原理的应用。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3 薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H+放电，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。18. 【2017年高考全国卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是A.电池工作时，正极可发生反应:2Li2S6+2Li+ +2e- 3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D【解析】本题考查电化学知识。原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即:Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li+，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2 的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2 的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2 的量越多，D项错误。19【2017年高考海南卷】一种电化学制备NH3 的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是APb电极b为阴极B阴极的反应式为：N2+6H+6e=2NH3CH+由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2 和H2【答案】A【名师点睛】本题考查电解原理，首先判断阴阳两极，阴极连接电源的负极，阴极上得到电子化合价降低，发生还原反应，阳极连接电源的正极，阳极上失去电子化合价升高，发生氧化反应，然后判断电极材料，惰性电极还是活动性金属作电极，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，如果是惰性材料作阳极，则是还原性强的阴离子先失电子，氧化性强的离子在阴极上得电子；电极反应式的书写是高考的热点，一般需要根据装置图完成，需要看清反应环境。20【2017 年高考浙江卷】银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag，其工作示意图如下。下列说法不正确的是GAZn电极是负极KOH BAg2O电极发生还原反应CZn电极的电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2D放电前后电解质溶液的pH保持不变【答案】D【考点】考查原电池工作原理，陌生原电池反应的正负极、反应类型、电极方程式书写判断【解析】根据给出原电池原理反应，从化合价角度分析，Zn化合价升高失去电子为负极，电解质为KOH，电极方程式为Zn-2e_ +2OH_=Zn(OH)2，A、C正确；Ag2O化合价降低为正极，被还原，B正确；总反应显示反应过程中生成水，原溶液显碱性，所以碱性减弱，PH减小21【2016年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。实验一 实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）Aa、d处：2H2O+2e=H2+2OH-Bb处：2Cl-2e-=Cl2Cc处 发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜【答案】B【解析】a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，故A项正确；b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，故B项错误；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故C项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极(n的背面)，故相当于电镀，即m上有铜析出，故D项正确。【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用。【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。22【2016年高考海南卷】某电池以K2FeO4 和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时OH 向负极迁移-【答案】AD【解析】A根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4 为正极材料，正确；BKOH溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2FeO42 +6e+ 8H2O=2Fe(OH)3+10OH，错误；C该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D电池工作时阴离子OH向负极迁移，正确；故选AD。【考点定位】考查原电池原理及化学电源。【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。23【2016年高考上海卷】图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（ ）A铜棒的质量 Bc(Zn2 +)Cc(H+) Dc(SO42-)【答案】C【解析】该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e-=Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)增大，错误；C由于反应不断消耗H+，所以溶液的c(H+)逐渐降低，正确；DSO42-不参加反应，其浓度不变，错误。【考点定位】考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。【名师点睛】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着重要用途，尤其在金属的腐蚀与防护、新能源的开发和利用方面有着不可替代的作用，因此也是历年高考必考知识点之一。无论题型如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反应方程式问题都会迎刃而解。在原电池中，一般活泼金属做负极、失去电子、发生氧化反应（金属被氧化）、逐渐溶解（或质量减轻）；不活泼金属（或导电的非金属）做正极、发生还原反应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出经过外电路流回正极，电流方向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。24【2016年高考四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）A放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6- xe= xLi+ C6C充电时，若转移1mol e-，石墨C6电极将增重7xgD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2- xe =Li1-xCoO2+xLi+【答案】C【解析】该电池放电时是原电池，带正电荷的阳离子向正极移动，放电时负极失去电子，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，A、B项正确；充电时是电解池，阴极石墨(C6)发生还原反应：xLiC6xe=LixC6，若转移1 mol电子，则石墨C6 电极增重7 g，阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe= L i1xCoO2xLi，C项错误，D项正确。【考点定位】考查电化学原理的应用，化学电源。【名师点睛】电化学问题分析思路：首先要根据题给信息和装置确定考查的是原电池和电解池，然后根据反应类型、电子和电流方向、电解质中的离子流向、电极材料和实验现象等确定装置的两极，结合电极材料和离子种类、放电顺序确定放电的微粒，结合溶液的酸碱性、反应物和生成物结合原子守恒和电荷守恒确定电极反应式，进一步确定总反应进行作答。涉及电化学计算要紧抓电子守恒，涉及酸碱性分析要根据电极反应分析电极周围的pH变化，根据总反应分析整个过程中的pH变化。25【2016年高考新课标卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（ ）A通电后中间隔室的SO42离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4 废水时可以得到NaOH和H2SO4 产品C负极反应为2 H2O4e =O2+4H+，负极区溶液pH降低D当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的SO42离子向正极迁移 ；在正极区带负电荷的OH 失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近水的电离平衡，使溶液中c(H+)>c(OH-)，所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，错误；B.阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(OH-)>c(H+)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2SO4 废水时可以得到NaOH和H2SO4产品，正确；C.负极区氢离子得到电子，使溶液中c(H+)增大，所以负极区溶液pH升高，错误；D.当电路中通过1mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知反应产生氧气的物质的量是n(O2)=1mol÷4=0.25mol，错误。【考点定位】考查电解原理的应用的知识。【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。溶液中的离子移方向符合：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。掌握电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。26【2016年高考新课标卷】MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2【答案】B【解析】该电池中还原性较强的Mg为负极，失去2个电子发生氧化反应，A项正确；氧化性较强的AgCl为正极，发生还原反应，正极反应式为AgCle=AgCl，B项错误；由于Mg失去电子成为Mg2，使负极区域带正电，AgCl得到电子生成Ag和Cl，使正极区域带负电，因此Cl由正极向负极迁移，使电解质溶液保持电中性，C项正确；氧化还原反应为放热反应，镁与热水能发生置换反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。【考点定位】考查原电池的工作原理。【名师点睛】本题以MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池为载体，考查原电池电极反应式的书写，离子的迁移方向等知识。化学电源是高考中的热点，也是难点，学生要结合原电池的知识来推断试题给出的化学电源的工作原理，然后结合化合价的变化判断正、负极。27【2016年高考新课标卷】锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)2- 。下列说法正确的是（ ）4A充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH ) 逐渐减小-C放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH) 2-4D放电时，电路中通过2mol电子